黄土坡滑坡的发育历史: 坠覆-滑坡-改造

长江三峡库区巴东新县城黄土坡是否为古滑坡、滑坡的范围有多大、新滑坡与古滑坡的关系如何等, 还存在着不同认识.基于大量的野外观察资料, 提出了坠覆-滑坡-改造多阶段变形、失稳的斜坡演化模式.认为黄土坡在滑坡以前经历了长期的坠覆作用, 坠覆包括了倾倒和深层蠕变两种基本的斜坡变形型式; 坠覆的基础上发生了滑坡, 造成了台阶状地貌、构造面线与基岩不协调及滑动角砾岩带等现象; 滑坡形成后受水文、地貌等条件的影响, 长期经历着小规模滑坡的叠加改造, 1995年发生的两次滑坡仍是进一步改造的结果.黄土坡坠覆-滑坡-改造这一有机联系的岩质斜坡变形过程的建立, 使得关于黄土坡的一些重大问题有了比较明确的认识, 这也为构造学解决斜坡研究中的一些问题提供了一个典范.      

含软弱夹层库岸复杂滑坡体形成机制

黄土坡复杂滑坡体形成机制研究对滑坡稳定性分析非常重要。通过地层对比并考虑软弱夹层的发育特征建立了巴东城区黄土坡斜坡原岩结构模型,斜坡前缘巴东组第三段上亚段岩体中软弱夹层发育密集,可与黄土坡滑坡深部多级滑带对应。数值模拟计算表明,斜坡在形成演化过程中斜坡前缘巴东组第三段上亚段岩体出现了明显的剪应变集中分布,变形深度与斜坡临江I号崩滑堆积体厚度基本一致,可见斜坡岩体结构和斜坡演化过程的应力应变特征控制了临江I号崩滑堆积体的形成。三峡水库蓄水后会加剧滑坡体的剪切变形,泥化夹层的存在容易诱发深层滑坡。      

黄土坡滑坡形成与变形的地质过程机制

巴东黄土坡滑坡是三峡库区重大滑坡之一, 规模大, 而且形成与变形地质过程机制复杂.是与三峡库区构造强烈隆升、河流急剧下切、斜坡重力卸荷等各种作用相伴生的地质过程的结果; 其中的Ⅰ号崩滑堆积体在回水条件下深层蠕动变形较明显, 受到多方面的关注.采用地质过程类比分析方法, 通过对滑坡形成、回水前变形破坏、回水条件下变形的地质过程机制分析, 预测了深层蠕动变形使其中部和前部产生较大变形的发展趋势, 目前发现Ⅰ号崩滑堆积体的深层蠕动变形问题, 主要是库水升降的动态过程与降雨效应耦合作用的结果.      

三峡库区黄土坡滑坡体原岩结构特征及演化模式研究

三峡库区黄土坡滑坡是一个大型复合变形体,地质条件非常复杂,其演化过程还需要进一步研究。本文对黄土坡滑坡勘察及白土坡库岸深部监测钻孔岩芯资料进行了综合对比研究,结果表明巴东组第三段上亚段岩体相对下亚段岩体夹层发育密集,黄土坡滑坡滑床中可能仍有贯通性夹层发育,取样夹层已泥化为砾类土。根据巴东组第三段岩体中软弱夹层发育特点恢复了黄土坡滑坡体的原岩结构,滑体分布特征与原岩结构对比研究表明黄土坡滑坡体是复合牵引式滑坡多次滑动的产物。黄土坡斜坡前缘巴东组第三段上亚段岩体中夹层密集,易泥化为滑坡滑带发生深层蠕变,并且受F3断层切割和次级褶皱发育影响岩体破碎,先期发生了滑坡。继而引发斜坡中部巴东组第三段下亚段表层风化破碎岩体坠覆或滑动并超覆于前缘崩滑体之上,最后引发园艺场滑坡使斜坡后部巴东组第二段表层风化破碎岩体滑动超覆于中部岩体之上,受三峡水库蓄水影响黄土坡滑坡崩滑体深部滑带及滑床夹层蠕滑将进一步加剧。这种演化模式能较好地解释黄土坡滑坡复杂滑体结构的成因及变化特征。     

三峡库区巴东复杂斜坡系统变形机理数值模拟与稳定性研究

三峡库区巴东斜坡系统复杂,其变形机理与稳定性研究对移民迁建和地质灾害防治具有重要意义。本文采用FLAC3D数值计算方法,对巴东复杂斜坡系统变形机理进行研究,为“重力成因论”提供了支持和佐证。从整个斜坡系统的角度,联合使用数值计算方法(FLAC3D)和极限平衡法(Sarma法),系统研究了巴东复杂斜坡系统在不同蓄水状态下不同层次的稳定性问题,结果表明斜坡系统不存在整体深层滑动的可能性;斜坡系统沿岩层界面或软弱层发生失稳的可能性较小,但赵树岭滑体和黄土坡滑体在表层滑体发生较大变形或失稳的条件下,可能导致滑坡整体复活;在水库调蓄过程中,部分滑坡表层堆积体产生变形破坏的可能性较大。另外,斜坡的表层改造可能会引起斜坡中层稳定性的恶化。     

巴东城区规划发展的地质环境综合效应分析

采用系统分析方法,探讨了巴东城区规划发展的地质环境综合效应和保证规划发展的综合措施。其效应是:规划发展的斜坡地质环境容量限制效应、规划建设中的斜坡变形破坏效应、三峡水库运行条件下的黄土坡滑坡前部深层蠕变效应、规划发展的地质灾害风险增高效应。因此,开展系统的地质环境论证,为规划发展提供科学依据显得尤其重要。对于巴东城区斜坡地质环境和重大滑坡既要关注它非正常坡体所存在的问题,也要发掘它可利用的价值,须严格遵循限制性利用和保护的原则,通过加强地质灾害防治体系建设和风险管制,以保证城区规划发展在允许风险水平条件下的地质安全。     

长江三峡巴东复杂斜坡系统成因研究

三峡库区巴东县新城区所在的扇形大斜坡是一个复杂斜坡系统。斜坡后缘边界的挤压变形带是斜坡整体沿其底界面（T1j^3-T2b^1）之间岩层界面向长江发生重力蠕滑作用的结果,不存在“巴东断裂”问题。斜坡系统内部未发现成规模的褶皱,也不存在数量众多的内动力成因的断裂带。巴东斜坡区浅表生变形破坏类型可概括为侧向拉裂、“雪崩式”垮塌、表层风化、侧向滑移张剪破裂、岩层折断变位、软岩膝折剪破裂和压扭破裂又重胶结7种重力卸荷破坏力学模式。斜坡系统内部发育分期分区（块）滑动（滑坡）现象,但不存在构造地质意义上的“断层”形迹。在地貌形态上,巴东大斜坡被4条冲沟分割成5个斜坡单元。在斜坡地质结构、成因类型与空间分布上,巴东大斜坡可划分为3个层次,即表层崩塌滑坡成因为主的堆积层（第一层次）,冲沟分割且浅表生地质形迹发育的层状顺倾的中间基岩层（第二层次）和整体连续顺倾的深层基岩层（第三层次）。分形几何计算证明,巴东大斜坡的地貌形态尚处于侵蚀发育的青（幼）年期。FLAC^3D数值模拟发现,在长江侵蚀下切的不同阶段,巴东斜坡体前缘和后缘接近底界面位置塑性变形区分布集中,但不具备沿深层界面发生整体滑动剪出的可能性。基本认识是,“巴东复杂斜坡系统”是在官渡口-东瀼口向斜南翼（单斜山）的地质背景下,持续经受长江快速侵蚀下切外动力作用,河谷岸坡快速临空导致其自身重力产生强烈的侧向卸荷与滑移等浅表生地质改造作用过程而形成的,可简单地概括为“重力成因论”。     

三峡水库区云阳县西城滑坡蠕变研究

一些大型的岩质滑坡往往经历过长期的变形准备。云阳县西城滑坡就是这类滑坡的一个典型实例。西城滑坡是三峡工程库区一个大型滑坡,2001年被列入三峡工程库区四大滑坡之一进行了勘察。通过勘察,对滑坡结构有了较为深入的了解,在滑坡前缘滑床中鉴别出褶皱及顺层滑动带等完整的变形系统。本文对西城滑坡滑床及前缘发育的变形构造形态、空间分布、运动学与动力学特点进行了阐述,分析了该变形系统与滑坡形成演化之间的关系,认为滑坡前期经历了重力长期作用下的斜坡岩体蠕变。本研究对于认识三峡水库区一些县城区斜坡中存在的深厚层松散地质体具有重要的指导意义。     

青海西宁北山寺斜坡区灾害特征与成因机制分析

滑坡的灾害特征与成因机制是滑坡分析的一个重要方面。为充分了解北山寺斜坡区对人民生命财产与斜坡区内文物古迹造成的威胁,本文以北山寺斜坡区为例,以现场调查及工程地质勘察的方法对滑坡进行分析。结果表明,斜坡区主要发育有老滑坡及其上的林场场部Ⅰ号新滑坡、三清殿Ⅱ号新滑坡和深层潜在滑坡。查明了各个滑坡的形态、长度、宽度与厚度等信息。老滑坡、林场场部Ⅰ号新滑坡、三清殿Ⅱ号新滑坡属浅层滑坡,崩坡积物与下覆基岩接触面间的潜在蠕滑面是控制该浅层滑坡滑动的主要因素之一。总结出深层潜在滑坡的发展模式,即卸荷回弹、前缘沿潜在弱面滑移--后缘拉裂变形--压致拉裂扩展--深层潜在滑移面形成与贯通。     

宝鸡市狄家坡滑坡稳定性研究

宝鸡市狄家坡斜坡是一个古滑坡。在调查滑坡区水文地质和工程地质条件的前提下, 本文描述了滑坡的形态与物质结构、滑坡表层的变形破坏特征及其影响因素, 探讨了古滑坡的发生机制。引用可以任意条分块体的Sarma方法, 研究了该滑坡在自然、地震、饱水和三者同时存在共四种状态下的稳定性, 并进行了斜坡表层黄土坡体的稳定性对于地下水位上升的敏感性分析。基本结论是, 狄家坡滑坡在整体上是稳定的, 其表层的黄土坡体在地下水位上升时会发生失稳破坏。最后, 提出了进行滑坡防治的工程对策。     

三峡库区黄土坡滑坡滑带工程地质特征研究

在宏观分析滑坡地质特征的基础上,结合室内及现场试验对黄土坡滑坡Ⅰ号临江崩滑堆积体滑带土岩性、颗粒成分、矿物成分、微观结构、物理力学特征与崩滑体在水库回水条件下的变形进行分析研究。结果表明,滑带土中黏粒及粉粒含量较高,有明显的深层蠕变磨光面和擦痕,且含有亲水的黏土矿物成分和呈片状结构特征是滑带土在回水作用下易饱水软化的重要条件;滑带土饱水后力学强度降低是导致崩滑体蠕动变形的重要原因。     

甘肃通渭“9·14”常河滑坡成因机理

2019年9月14日11时,受多日降雨影响,甘肃省定西市通渭县常家河镇小庄村发生大规模黄土滑坡,体积约800万m³。滑坡造成部分农田、公路及阳坡大桥损毁,直接经济损失约2 347.2万元。在对滑坡现场进行大量地面调查的基础上,通过无人机航拍、现场测绘、走访调查和数值模拟等手段对滑坡的变形破坏特征进行了分析,并在此基础上探讨了其成因机制。结果表明:斜坡体是在震裂、蠕变、软化、水动力等多种条件下按照一定的先后顺序由稳态逐步演化至失稳;该滑坡的失稳演化过程和灾变机制可以概括为原始斜坡(黄土、泥岩二元层状结构)-地震触发(滑坡堆积体、坡体震裂损伤)-蠕变弱化(层间剪切带、裂缝和落水洞扩展)-降雨激发(滑带软化、泥化,水压力作用)-失稳滑动(滑面贯通)5个阶段;由于长期的蠕变和雨水的渗透冲蚀,坡体上的落水洞和地下暗河十分发育,且是控制本次滑坡边界的关键因素;滑坡后缘和前缘变形剧烈,中部变形相对稍弱,推断该滑坡为受地形及地下水作用控制明显的牵引-推移式复合滑坡。     

甘肃通渭“9·14”常河滑坡成因机理

2019年9月14日11时,受多日降雨影响,甘肃省定西市通渭县常家河镇小庄村发生大规模黄土滑坡,体积约800万m~3。滑坡造成部分农田、公路及阳坡大桥损毁,直接经济损失约2 347.2万元。在对滑坡现场进行大量地面调查的基础上,通过无人机航拍、现场测绘、走访调查和数值模拟等手段对滑坡的变形破坏特征进行了分析,并在此基础上探讨了其成因机制。结果表明:斜坡体是在震裂、蠕变、软化、水动力等多种条件下按照一定的先后顺序由稳态逐步演化至失稳;该滑坡的失稳演化过程和灾变机制可以概括为原始斜坡(黄土、泥岩二元层状结构)-地震触发(滑坡堆积体、坡体震裂损伤)-蠕变弱化(层间剪切带、裂缝和落水洞扩展)-降雨激发(滑带软化、泥化,水压力作用)-失稳滑动(滑面贯通)5个阶段;由于长期的蠕变和雨水的渗透冲蚀,坡体上的落水洞和地下暗河十分发育,且是控制本次滑坡边界的关键因素;滑坡后缘和前缘变形剧烈,中部变形相对稍弱,推断该滑坡为受地形及地下水作用控制明显的牵引-推移式复合滑坡。     

滑坡的变形破坏行为与内在机理

自20世纪60年代日本学者斋藤借助于蠕变试验成果进行滑坡预测预报以来,人们就一直不停地对斜坡变形破坏行为和滑坡预报方法进行研究和探索,先后提出了数十种滑坡预测预报模型和方法。随着滑坡变形监测实例的不断增多,其变形监测资料越来越丰富,各式各样的变形-时间曲线相继产生。斜坡变形-时间曲线的类型、特征以及形成这些变形-时间曲线的力学条件等诸多问题都是滑坡预警预报必须查明的最基本科学问题。本文通过对各类滑坡变形破坏行为和变形-时间曲线的分析总结,结合岩土体流变试验成果,根据斜坡变形-时间曲线特征,将滑坡分为稳定型、渐变型、突发型3类,并给出了产生这3类变形行为的力学条件。同时,从细观力学的角度分析认为,斜坡产生宏观变形破坏行为的主要原因是岩土体细观尺度颗粒的"流动"和"微破裂",但在不同岩性组成的斜坡和同一斜坡的不同变形阶段,"流动"和"微破裂"将分别发挥不同的作用。     

残余强度状态下原状滑带土蠕变特性试验研究

三峡库区许多古滑坡在重力等内、外地质营力作用下呈现出长期而缓慢的变形特征,具有明显的蠕变属性。复活型古滑坡的滑带常处于残余强度状态,其运动特征主要受滑带土力学性质和应力状态控制,研究原状滑带土在残余强度状态下的蠕变特性,对于了解复活型古滑坡滑动机制及预测其运动趋势具有重要意义。针对三峡库区黄土坡滑坡原状滑带土开展环剪试验,研究了不同应力水平条件下滑带土在残余强度状态下的蠕变变形规律。结果表明,滑带土的蠕变速率与剪切应力比R_(CSR)(蠕变剪切应力与残余强度的比值)呈正相关变化,当R_(CSR)接近蠕变阈值1时,滑带土等速蠕变明显,部分试验条件下继而发生加速蠕变,在相同R_(CSR)条件下,土样法向应力越大,其蠕变速率也越大。采用Burger模型对蠕变过程进行模拟,获取了模型的各参数。通过分析滑带土等时蠕变曲线,获得滑带土长期抗剪强度约为0.95倍的残余强度。此外,滑带土蠕变速率受固结时间影响,蠕变速率随固结时间增加而减小,滑带土剪切强度随着固结时间和剪切位移的增加可发生一定程度的恢复。     

青藏高原鲜水河活动断裂带蠕变斜坡地质灾害InSAR识别研究

断裂带附近往往是蠕变斜坡地质灾害的多发区,微小变形是指示蠕变斜坡地质灾害的一项重要标志。本文以青藏高原鲜水河活动断裂带为研究区,选用多期ALOS/PALSAR合成孔径雷达数据进行时序干涉(InSAR)观测,获得了毫米级的地表变形量,结合现场调查、遥感解译和地质条件综合分析,揭示了该区域蠕变斜坡地质灾害的类别、变形特征和空间发育规律:(1)断裂沿线主要发育了蠕变滑坡、蠕变泥石流物源和冰碛物流动3种类型蠕变斜坡地质灾害;(2)蠕滑滑坡具有"错乱的等高线状台阶",凸凹不平的主滑方向地形剖面,舌状地貌,无基岩裸露滑床等特征;(3)鲜水河断裂北段古滑坡、历史地震滑坡和震裂斜坡发育,与断裂带直接相交的,大部分存在蠕滑变形,未相交的往往无蠕滑变形,体现了活动断裂对地质灾害发育的控制作用;(4)发育"土石林型"和"坡面松散堆积物型"两种泥石流,识别特征是物源区有分散的缓慢变形体,流域范围内变形体的数量和速率是重要标志;(5)鲜水河断裂带附近4200m高程以上区域广泛存在现代冰碛物沿冰川槽谷滑动变形,其分布范围广、单体规模大、运动速率高,是现今研究区最主要的地表剥蚀形式之一。研究结果也表明,InSAR技术结合地质条件能有效地识别蠕变斜坡地质灾害,适于山区地质灾害众多、调查不便的工作环境,是地质灾害调查技术未来重要发展方向。     

卸荷蠕变条件下软硬相接岩层非协调变形规律研究

软硬相接岩层在长时间跨度内的蠕变变形可能极为不协调,这对开挖工程安全稳定造成严重威胁。对某水电站引水隧洞同一开挖断面内砂质泥岩和泥质砂岩两种软硬相差较大的岩石进行卸荷条件下的蠕变试验和数值模拟,结果表明：在卸围压条件下,试样侧向蠕变变形较轴向发展更为迅速,呈现出显著的侧向扩容;初始围压水平较高时,试样卸荷蠕变破坏的侧向扩容效应更加显著;泥质砂岩在稳态蠕变阶段变形速率比砂质泥岩更慢,蠕变破坏时的应变值均比砂质泥岩蠕变破坏时的应变值要小,征兆性更弱。基于Burgers模型,引入损伤变量,建立带损伤的蠕变本构模型,模型曲线较好地描述了岩石破坏偏应力水平之前的线性蠕变特征和破坏偏应力水平下的非线性加速蠕变特征;软硬相接岩层蠕变数值模拟表明,蠕变变形初期,软硬相接点变形差别幅度不大,随着时间增长,在交接面处发生层间错动,对围岩整体稳定十分不利,工程实践中应予以足够关注。     

崩塌诱发其下部滑坡变形过程的分析研究

崩塌冲击或崩积物重力加载作用都可能诱发坡脚滑坡的变形或失稳。在查明坡体结构的基础上,采用3DEC离散元数值模拟方法,对高陡斜坡在地下开采作用下崩塌所产生的机理、失稳模式、破坏规模、运动轨迹进行了全过程模拟,特别是斜坡失稳后和坡脚滑坡的相互作用效应进行了深入分析。结果表明:通过地下开采诱发的崩塌过程模拟及其研究,发现斜坡在地下开采的扰动下会产生大规模的崩塌,其滚石会对滑坡体产生强烈的冲击作用,且所形成的崩积物会对滑坡体产生重力加载作用。再通过监测数据以及现场收集的资料分析得出滑坡的蠕滑变形主要是由于崩积物重力加载作用引起的,且有继续变形的趋势,在暴雨季节时,滑坡的变形速率可能会增大,有潜在大规模滑动的危险,需做好相应的防护工作。     

川西日扎潜在巨型岩质滑坡发育特征与形成机理研究

日扎潜在巨型岩质滑坡位于四川降曲河左岸,多高山峡谷且河流纵坡降大,晚更新世以来强烈活动的金沙江断裂带东界断裂从斜坡坡脚通过。本文在遥感解译、现场调查和物探测试分析的基础上,对日扎滑坡的发育特征和形成机理进行了分析研究,认为日扎滑坡是在断裂活动、岩溶水、长期卸荷和重力作用下形成的一个潜在巨型深层岩质滑坡,在空间上可划分为后部拉裂变形区(Ⅰ)、中部挤压变形区(Ⅱ)和坡脚应力集中区(Ⅲ)等3个分区。目前日扎潜在巨型滑坡以后部蠕滑变形为主,在其后缘发育4条拉裂缝,物探推测最大裂缝宽度达30~35 m、深度达190 m。研究认为,日扎潜在巨型滑坡存在两种主要失稳模式:(1)高位剪出失稳,推测潜在失稳体积分别为(7.9~10.2)×107 m3(H₁)、(2.3~2.9)×108 m3(H₂)、(4.8~7.2)×108 m3(H₃)和(6~10)×108 m3(H₄);(2)深部蠕滑变形,在滑体深部存在蠕变带和锁固段,最大蠕动变形体厚度约300 m(H₅)。日扎滑坡在长期卸荷与重力、地震和岩溶水等作用下容易造成锁固段力学强度弱化和失稳,发生高位启动-滑动-堵江灾害链,深层蠕变带容易对建设其中的深埋隧道等重大工程造成危害。该类潜在巨型岩质滑坡在青藏高原地区具有典型性,建议对日扎潜在巨型滑坡进行深入勘察,查明其空间结构特征与稳定性,必要时进行监测预警。     

考虑初始损伤和蠕变损伤的岩石蠕变全过程本构模型

考虑到天然岩石存在不同程度初始损伤以及蠕变过程中岩石受载后裂隙扩展而导致的新损伤,对具有初始损伤的岩石蠕变特性进行全面描述。根据不闭合结构面应力与法向变形之间的关系,提出裂隙岩石塑性变形体元件,描述岩石蠕变过程中的瞬时塑性变形。引入初始损伤影响因子,建立具有初始损伤的岩石损伤变量演化方程,构建模拟岩石加速蠕变的蠕变损伤体元件。将裂隙岩石塑性变形体和蠕变损伤体与描述瞬时弹性变形和黏弹性变形的广义开尔文模型进行串联组合,形成能够反映具有初始损伤的岩石瞬时弹-塑性变形、稳定蠕变和加速蠕变的蠕变全过程本构模型,提出了进行少量蠕变试验既能解析模型参数的方法,在不同应力水平下模型理论曲线与蠕变试验曲线吻合。